Ressusciter le CESI pompe à chaleur contre le gaz russe
Le Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI) associé à une pompe à chaleur air/eau constitue une technique éprouvée, particulièrement efficace du point de vue énergétique pour la production d’ECS et de chauffage.
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Dans notre série « déplacer le gaz naturel russe », voici le CESI associé à une pompe à chaleur air/eau. Il y a une petite dizaine d’années, au bon temps de la TR2005, c’était un système largement valorisé par le moteur de calcul de RT en construction neuve. Du coup, un marché était né, les constructeurs avaient imaginé des ensembles panneaux solaires thermiques + circulateur primaire solaire + ballon bivalent (avec deux échangeurs) + pompe à chaleur.
Juste en changeant les règles de calcul – ce que l’on ne pourra jamais assez rappeler, ni reprocher à la DHUP -, la RT2012 a tué le solaire thermique en construction neuve en quelques semaines, en maison individuelle, en collectif et en tertiaire, au profit du ballon thermodynamique dont les ventes ont explosé. Très rapidement, les entreprises ont perdu leur savoir-faire en installation solaires thermiques.
Mais, les industriels ont conservé ces solutions à leur catalogue, sous forme d’éléments séparés : panneaux solaires thermiques, ballons bivalent, pompes à chaleur et régulation de l’ensemble. Chaffoteaux, Ariston, Bosch Thermotechnologie et elm.leblanc, De Dietrich, Frisquet, Vaillant et Saunier-Duval, Viessmann, ... en proposent. Il faut les remettre en avant, reconstituer les ensembles à partir de leurs composants et vanter les mérites de cette efficace solution pour la production d’ECS et de chauffage qui associe deux énergies renouvelables : pompes à chaleur et solaire thermique. ©Vaillant
D’ailleurs, en faisant preuve d’une toute petite audace supplémentaire, si l’on ajoute du solaire photovoltaïque en autoconsommation, nous ne sommes pas loin de l’autosuffisance ou, en tout cas, d’un bilan énergétique annuel positif ou la maison produit plus d’énergie qu’elle n’en consomme pour le chauffage et l’ECS.
Qu’est-ce qu’un CESI pompe à chaleur ?
Un CESI Pac est un Chauffe-Eau Solaire Individuel, complété en appoint par une pompe à chaleur. La pac peut être géothermique ou eau/eau ou air/eau, mais nous focalisons ici sur une solution simple : CESI + pac air/eau. La pac assure le chauffage, éventuellement le rafraîchissement en été si les émetteurs s’y prêtent, ainsi que le complément de production d’eau chaude sanitaire lorsque le CESI ne suffit plus.
Le CESI, de son côté, est constitué de panneaux solaires thermiques, d’un circuit primaire chargé en eau ou en eau glycolée, d’un ballon comportant deux échangeurs. Pour favoriser la production de chaleur par les panneaux solaires thermique, l’échangeur du circuit solaire est place dans le bas du ballon. L’échangeur raccordé à la pac se trouve en partie haute du ballon. ©Vaillant
Cet échangeur de complément pourrait d’ailleurs accueillir un circuit provenant d’autres générateurs : une chaudière bois, un poêle à bois, voire même, mais ce n’est plus le moment, une chaudière gaz. Une régulation pilote le CESI et veille notamment à éviter la surchauffe dans les panneaux pour que le fluide primaire ne se dégrade pas. ©De Dietrich
Cette régulation du CESI communique avec celle de la pompe à chaleur pour solliciter son aide lorsque c’est nécessaire. En ce qui concerne les pompes à chaleur, il faut éviter les modèles qui comportent une résistance électrique d’appoint qui se met en route par les températures extérieures les plus froides, lorsque le circuit thermodynamique de la pac ne suffit plus à couvrir les besoins.
Cette résistance électrique transforme la pac en chaudière électrique par grand froid, au moment où le réseau électrique est le plus sollicité. Il vaut mieux opter pour une pac pilotée entièrement par inverter. L’inverter est une sorte de variation de fréquence qui pilote la vitesse de rotation du compresseur de la pac. L’inverter sait faire fonctionner la pac à charge partielle, mais aussi au-delà de sa puissance nominale.
Un zeste de photovoltaïque
Il est parfaitement possible de compléter un CESI pompe à chaleur par des panneaux photovoltaïques, dont la production d’électricité est destinée à l’autoconsommation. On obtient alors une combinaison de trois énergies renouvelables différentes : pompe à chaleur, solaire thermique et solaire photovoltaïque, et zéro gaz russe.
Panneaux photovoltaïques et panneaux thermiques peuvent être distincts, mais avec l’aide du français DualSun et de ses panneaux solaires hybrides, Daikin a développé l’offre ECH2O Sun. Les panneaux DualSun fournissent à la fois de l’électricité (photovoltaïque) et de l’eau chaude sanitaire, avec un rendement jusqu’à 3 fois plus important que celui de panneaux photovoltaïques standards. ©Daikin
La solution ECH2O Sun vise l’autonomie énergétique pour la production d’électricité, de chauffage et d’eau chaude sanitaire. L’offre ECH2O Sun est associée aux ballons solaires Daikin HybridCube de 300 ou 500 l de contenance, à la régulation solaire EKSRPS4A qui pilote le circuit solaire et la pompe à chaleur. ©DualSun
Selon les besoins de la maison, Daikin propose diverses pac avec l’offre ECH2O Sun, dont sa pac Daikin Altherma Air/eau R HT 80°C, capable de produire de l’eau à 80°C. L’offre ECH2O Sun avec un ballon Daikin HybridCube de 500 l permet au circuit primaire solaire de contribuer également au chauffage.
Une solution standard CESI + pac couvre tous les besoins de chauffage et de production d’eau chaude. 1 m² de capteur solaire thermique produit environ 200 kWh/an. Pour une famille de 4 personnes, il faut compter environ 3 à 5 m² de capteurs et un ballon de stockage de 250 à 300 litres, avec un second échangeur pour l’appoint. Un CESI couvre 50 à 80 % des besoins annuels d’eau chaude sanitaire et virtuellement 100% durant les mois d’été.
Ajouter du photovoltaïque ou des panneaux solaires hybrides augmente l’autonomie de la maison par rapport au réseau, sans toutefois atteindre l’autarcie.
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